DM1 et sensibilité au stress oxydatif

Les dommages résultants d’un stress oxydatif, ont été impliqués dans différents processus comme le vieillissement cellulaire (Martin, Austad et al. 1996) ou des pathologies neuro-dégénératives comme la maladie de Parkinson (Schapira 1995), le syndrome de Down (Busciglio and Yankner 1995), la maladie d’Alzheimer (Markesbery 1997) ou encore la sclérose latérale amyotrophique (Ferrante, Browne et al. 1997).

Des pathologies musculaires comme la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) ou la dystrophie musculaire de Becker (DMB), caractérisées par une insuffisance en dystrophine, présentent également une augmentation du niveau de stress oxydatif dans des modèles animaux (Ragusa, Chow et al. 1997; Disatnik, Dhawan et al. 1998) ainsi que chez l’Homme (Haycock, MacNeil et al. 1996), et ce, avant même l’apparition des signes de dystrophie (Disatnik, Chamberlain et al. 2000).

L’hypothèse d’une sensibilité accrue au stress oxydatif des cellules exprimant la mutation DM1, fut proposée par Usuki et Ishiura (Usuki and Ishiura 1998). Dans leur étude, ils ont comparé le comportement de cellules musculaires murines C2C12 exprimant le gène DMPK humain avec 5 (MtPK₅) ou 46 répétitions CTG (MtPK₄₆). Ils ont constaté une augmentation de la sensibilité à un stress oxydant des cellules MtPK₄₆ par rapport aux cellules MtPK5 (Usuki and Ishiura 1998). De plus, une exposition prolongée à un agent oxydant active un mécanisme d’apoptose dans ces cellules MtPK46 contrairement aux cellules MtPK5. Ces résultats suggèrent une corrélation entre la présence d’expansion de répétitions CTG et une

sensibilité accrue des cellules au stress oxydatif. Ces résultats furent confirmés par la même équipe sur des cellules sur-exprimant le gène DMPK humain avec 60 et 160 répétitions CTG (Usuki, Takahashi et al. 2000). Ainsi, l’augmentation du nombre de répétitions CTG est associée à une sensibilité accrue des cellules au stress oxydatif.

Par ailleurs, des études ont cherché à déterminer si les paramètres associés à la balance oxydative, à savoir dommages oxydatifs sur les macromolécules et niveaux des défenses anti-oxydantes, étaient altérés chez les patients DM1. L’étude réalisée par Ihara et ses collaborateurs conclut à une augmentation des radicaux libres, des peroxydes lipidiques ainsi qu’à une diminution des antioxydants dans des échantillons sanguins de patients atteints de DM1 (Ihara, Mori et al. 1995). En revanche, une autre étude, réalisée par Rodriguez et Tarnopolsky, montre que les concentrations de 8-OHdG (8-hydroxy-2’-deoxyguanosine) dans l’urine des patients DM1 ne sont pas significativement différentes de celles retrouvées chez les individus sains (Rodriguez and Tarnopolsky 2003). Enfin, un travail plus exhaustif de Toscano et ses collaborateurs sur des échantillons sanguins d’individus contrôles, de patients DM1 et de patients souffrant d’autres types de pathologies myotoniques, montre que les niveaux de Super Oxyde Dismutase (SOD), de malondialdehyde (MDA), de vitamine E, de radicaux hydroxyle (OH) ainsi que le statut global des antioxydants, sont augmentés chez les patients DM1 (Toscano, Messina et al. 2005). Ces résultats renforcent l’hypothèse d’un rôle

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Déterminer les mécanismes impliqués dans l’activation précoce de la voie p16 dans la Dystrophie Myotonique de type 1.

La capacité proliférative des cellules satellites est déterminante dans les phénomènes de croissance, de réparation et de régénération des fibres musculaires. Contrairement à d’autres pathologies neuromusculaires comme la Dystrophie Musculaire de Duchenne, pour laquelle on constate un épuisement de la capacité proliférative de ces cellules suite à un nombre excessif de cycles de dégénérescence/régénération des fibres, la DM1 est caractérisée par une réduction de la capacité proliférative des cellules satellites en l’absence de signes évidents de régénération. Le modèle de cultures primaires de cellules satellites isolées à partir de biopsies d’individus sains et porteurs de la mutation, a permis de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans cet arrêt réplicatif prématuré. La voie de stress cellulaire conduisant à l’activation du facteur p16^INK4A est apparue comme responsable de l’arrêt prolifératif précoce observé dans les myoblastes DM1. Mais les mécanismes de régulation de la voie p16 sont nombreux et peuvent se faire tant au niveau transcriptionnel qu’au niveau post-transcriptionnel. Le mécanisme conduisant à une augmentation prématurée de p16, et donc à une réduction de la capacité proliférative des cellules DM1, n’est pas encore identifié. Parallèlement, différentes études ont permis de démontrer une sensibilité accrue au stress chez les patients DM1, celle-ci étant dépendante de la taille des expansions CTG (Usuki and Ishiura 1998; Usuki, Takahashi et al. 2000; Toscano, Messina et al. 2005).

Partant de ces observations et sachant que la voie p16 pouvait être activée lors de différents types de stress, nous avons émis l’hypothèse d’une implication du stress oxydatif dans l’activation précoce de la voie p16 dans les myoblastes DM1 et dans la réduction de leur capacité proliférative.

Le but de la première partie de cette étude est de confirmer la différence de sensibilité des cellules DM1 face au stress oxydatif et de déterminer l’impact et le rôle de celui-ci dans l’arrêt prolifératif précoce des cellules, ainsi que les voies moléculaires impliquées dans la régulation de p16. Pour cela, le comportement de myoblastes contrôles et DM1, a été étudié dans différentes conditions permettant une modification des niveaux de stress oxydatif. Le second objectif de cette étude est de déterminer les liens existant entre le stress oxydatif, l’activation précoce de p16 et les voies moléculaires impliquées dans sa régulation, et l’expression de répétitions CTG. Dans ce but, un modèle de myoblastes DM1 inductible a été développé et caractérisé. Nous avons ensuite pu définir certaines des conséquences directes de l’expression des répétitions CTG. Enfin, le troisième objectif de ces travaux est de vérifier